为了稳定军心与民心，于谦和大臣们拥立郕王朱祈钰为皇帝，而尊被俘虏的皇帝朱祈镇为“太上皇”。不过，拥立新皇帝毕竟是出于无奈，所以，于谦建议立英宗皇帝的儿子为太子。可以说，于谦此举，完全是考虑到了皇室内部的人际关系，而且也是当时十分必需的，能够保持皇室内部稳定的。然而谁能想到，这件功劳，最后会成为他被害的主要“罪状”。
当年十月，也先挟英宗率瓦剌大军再次大举南犯，兵临北京城下。于谦毫无所惧，沉着冷静，指挥若定，有勇有谋，与敌军激战五昼夜，终于打败瓦剌，迫使也先退回塞外，使明朝转危为安。
获胜后论功行赏，于谦功劳最大，景帝特加授他为少保，仍总督军务、兵部尚书。石亨则被封为武清侯，其余文臣武将也有升赏。面对封赏，于谦却诚心辞让，他说：“四郊多垒，卿大夫之耻也，敢邀功赏哉！”他首先想到的不是个人的名利地位，而是国家的安危。他把胜利归功于将士们，自己却开始考虑如何去加强北边的防务了。
当时，投降瓦剌的太监喜宁和降军小田儿屡次导引也先南下侵扰，甚至建议也先拥英宗至南京，另立朝廷，与景帝对抗，或夺取山东临清，截断漕运，卡住明廷的咽喉。于谦对此深恶痛绝，密令大同将领擒住喜宁，授计兵部侍郎王伟诱斩小田儿于阳和城外，并力劝景帝杀掉喜宁。
面对也先的骚扰，于谦从容镇定，运筹帷幄，多次击败瓦剌军。于是，也先改变策略，派三名使者至大同，要求明廷遣使讲和。大同参将许贵将此事报告给了朝廷后，明廷发生动摇。于谦坚决主张采取强硬态度，反对议和。随后，他又移檄切责许贵。从此，边将人人只知战守，没有再敢主张讲和的了。
于谦对也先的诱降、胁和、反间等阴谋诡计，一一予以击破，捍卫了明朝。瓦剌军则因屡次失败，死伤人数不断增加，厌战情绪日益滋长，也先与脱脱不花、阿剌知院之间也因分赃不均而导致原有的矛盾不断加深。也先见明朝无机可乘，求和之心日盛。
景泰元年（1450年）六月，瓦剌遣使者来议和，表示也先愿归还上皇议和。明朝大臣对此反应很热烈，纷纷要求景帝派使臣迎还上皇。但景帝唯恐失去帝位，不愿迎请英宗，对群臣说：“朕本不欲登大位，当时见推，实出卿等。”于谦则从容回答说：“天位已定，宁复有他，顾理当速奉迎耳。万一彼果怀诈，我有辞矣。”听到于谦的话，景帝才放下心来，顾而改容道：“从汝，从汝。”不久，英宗被接回北京。但景帝对此仍深怀戒心，将英宗软禁在皇城内的南宫中。
于谦对当时的形势并未掉以轻心，他担心明廷苟安，就上疏景帝：“上皇虽还，国耻未雪”，“和议难恃”，要求不要懈怠。他还提出一系列措施，继续强化国防。一方面加强宣府、大同、辽东及北京附近的防务，增加军马，修缮城堡关隘，收复独石八城；另一方面整肃军纪，严惩犯法的石亨、郭亨、杨俊等军官。同时，他还对与军事有关的马政、阵法、战车、军器、军功制度等进行改革，采用新式火器。他对明军主力——京营作了一次大改革。景泰二年（1451年），他从京营中选出十万人编成十营操练，称做团营。
于谦规定，自他本人以下大小将官，都要亲到教场操练阵法武器，下级军官必须熟悉军士及卫所番号。遇有战事，京军出征，各级将领随队而行，不再另派将领。经此整顿，京军改变了兵将不相习、互不统属的旧弊，战斗力大大提高，也节省出大量军饷，有明京营军制至此发生很大的变化。
经过数年的整顿，明朝的国防力量大大加强，胜利地击退瓦剌的侵扰，边境上较前大大安定。相反，瓦剌军失败后，也先的威望大损，但他却日益骄横，逼死脱脱不花，于景泰五年（1454年）自立为可汗，虐待蒙古诸部。不久阿剌袭击也先，也先败走，为其部下所杀，蒙古又陷入分崩离析之中。
明廷击败瓦剌军，于谦立下了盖世功勋，但他却口不言功。尽管如此，仍有不少人嫉妒他，拼命抹杀他的功绩。景帝并没有为这些恶毒的攻击所动，反而更信任于谦，对他的建议无不依从，每用一人，必密访于谦，征求其意见，于谦也每每据实相告，无所隐讳，不避嫌怨。
于谦一直有痰疾，当他因劳累而疾发时，景帝便派太监兴安、舒良轮番去探望，听说他所服用的药不好时，便诏令上方制赐，甚至专门为他备下饭菜，还亲自到万岁山，伐竹取沥以赐。有人说景帝宠谦太过，兴安等说道：“彼日夜分国忧，不问家产，即彼去，今朝廷何处更得此人？”一句话说出了朝廷对于谦的倚仗。
不得善终的忠臣
于谦以“爱国”的原则辅佐君王，并且取得了辉煌的战绩，从道理上讲，他应该受到尊崇。事实上，恰恰相反，他的爱国，被皇帝认为是“不忠”，这就不能不说是历史的悲剧了。
于谦性格非常刚直，十分看不起那些勋旧贵戚、不学无术、阿谀奉承的大臣，因此遭到这些人的反对。每遇事不如意，于谦就拊胸叹道：“此一腔热血，竟洒何地！”他对官场恶气、士大夫们的自私自利、妒贤忌才、争权夺利、贪婪无耻等丑陋面目非常了解。
景帝朱祁钰是个心胸狭隘的人，他当了皇帝后，便盼望帝位能传给亲生儿子朱见济，但他无法自己提出更换太子，孙太后和大臣们也不会答应这么做。景泰三年（1452年），景帝终于想出了收买大臣的“妙计”：赐给内阁陈循、高穀白金各百两，江渊、王一宁、萧鎡、商辂白金各五十两，白银百两，并升了他们及都御史杨善、王文的官职。
不久，广西有一位土官犯法当死，他为保命，情急生智，竟密奏景帝，请求更换太子。景帝正发愁无人提此建议，览奏大悦，说道：“万里之外，乃有此忠臣！”急令礼部会同群臣集议。陈循等很快签字画押，并迫使吏部尚书王直、于谦、御史左鼎等人签了名，终使景帝以合法程序废掉英宗之子、太子朱见深，立自己的儿子朱见济做太子，大臣们也因此被加官晋级，拿双份俸禄。对此，群臣按惯例推辞，唯于谦再三辞让，这引起了景帝的不满，景帝因此逐渐疏远了于谦，始终未让于谦进入内阁。
当时，徐有贞因倡议南迁受到于谦斥责，始终痛恨于谦。总兵官石亨功劳不如于谦却被封侯，因而内心有愧，便上疏举荐于谦长子于冕，遭到于谦的痛斥。同时，石亨掌京营兵，屡欲兴风作浪，因于谦之故不能得逞，对于谦痛恨之情与日俱增。都督张軏、太监曹吉祥等也都痛恨于谦。群小很快勾结在一起筹谋算计于谦。
景泰八年（1457年）正月，石亨、徐有贞等人勾结曹吉祥，发动“夺门之变”，拥英宗复位，废掉了景泰皇帝，即日于朝班中逮捕了于谦和王文，并以“意欲”迎立外藩为帝的莫须有罪名，诬判二人谋逆，处以极刑。法司对二人严刑拷打，王文极力进行辩解，于谦却笑道：“亨等意耳，辩何益？”当案件提交给英宗时，英宗尚感犹豫，说：“于谦实有功。”徐有贞马上说：“不杀于谦，此举为无名。”
二十二日，于谦、王文同日被杀。在籍没于谦家产时，未发现他家中有什么值钱之物，只有正室关锁甚固。打开看时，里面除去景帝所赐的莽衣、剑器，别无他物。据说于谦被杀时，阴霾四合，天下冤之。人们对明廷这种恩将仇报的做法非常愤慨，用不同的方式来纪念于谦。曹吉祥部下指挥朵儿拿酒到于谦被杀之地，恸哭致祭。曹吉祥怒而鞭打之，但次日他酹奠如故。都督同知陈逵冒死收殓于谦，裴太监秘密护送于谦少子逃往河南。天顺三年（1459年），于谦之婿、千户朱骥扶送于谦灵柩回到故乡，葬于西湖三台山麓。
于谦死后，继任的兵部尚书陈汝言攀附石亨，贪污纳贿，使于谦整顿国防之前功俱废，英宗则忧形于色。后来西北有警，恭顺侯吴瑾对英宗说：“使于谦在，当不令寇至此。”英宗听罢，默默无语。
成化二年（1466年）八月，遇赦回乡的于冕，上疏为父讼冤，明宪宗这才亲自为于谦昭雪，将崇文门内西裱褙胡同的于谦故宅，改为“忠节祠”，遣官祭奠英魂。宪宗亲自撰写诰语：“当国家之多难，保社稷以无虞，唯公道之独持，为群奸所并嫉。在先帝已知其枉，而朕心实怜其忠。”弘治二年（1489年），明廷“终于”赠于谦光禄大夫、柱国、太傅，谥肃愍，赐祠于其墓曰“旌功”。从此于谦与岳飞并卧于风光秀丽的西子湖畔，后人才有“赖有岳于双少保，人间始觉重西湖”的诗句。
